《分子构型与物质的性质》同步练习1(苏教版选修3).docx

专题4 分子空间结构与物质性质
第一单元 分子构型与物质的性质
高考资源网1．以下各组原子序数所示元素，不能形成AB2型共价化合物的是〔〕
A．6和8 B．16和8 C．12和9 D．6和16
2．以下分子中只存在σ键的是〔〕
A．CO2 B．CH4 C．C2H4 D．C2H2
3．以下分子或离子中不是sp3杂化的是〔 〕
A．金刚石中的碳原子 B．BCl3 C．CCl4 D．NH4+
4．以下分子的空间构型是直线形的是 〔 〕
A．CH4 B．C2H2 C．BF3 D．H2O
5．以下分子中分子的空间构型为三角锥形的是 〔 〕
A．CS2 B．NH3 C．BBr3 D．C2H6
6．以下分子的空间构型为平面三角形的是 〔 〕
A．H2O B．C2H4 C．BCl3 D．PCl3
7．以下分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是 〔 〕
A．H2O B．NH3 C．C2H4 D．CH4
8．以下物质分子的中心原子采取sp3杂化的是 〔 〕
A．BF3 B．BeF2 C．SiCl4 D．CO2
9． NH3、H2O、CH4三分子中键角的大小顺序正确的选项是 〔 〕
A．NH3> H2O >CH4 B．CH4>NH3> H2O
C．H2O > CH4> NH3 D．H2O > NH3> CH4
10．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的选项是 〔 〕
A．两个碳原子采用sp杂化方式
B．两个碳原子采用sp2杂化方式
C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键
D．两个碳原子之间仅形成两个π键
11．以下有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是 ( )
A．CH2=CH—CN B．CH2=CH—CH＝CH2
12．以下分子或离子中与O3为等电子体的是 〔 〕
A．SO2 B．N2 C．NO2－ D．CN－
13．以下分子中含有两个不同键长的是 〔 〕
A．CO2 B．C2H2 C．CCl4 D．NH3
14．以下说法中正确的选项是 〔 〕
A．PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果
B．sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道
C．凡中心原子采取sp3杂化的分子，其几何构型都是四面体
D．AB3型的分子空间构型必为平面三角形
15．在分子中，四个原子处在同一平面上，C原子采用的杂化轨道是〔 〕
A．sp B．sp2 C．sp3 D．其他形式杂化
16．Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大进展，此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的以下表达不正确的选项是
A．NO可以是某些含低价氮的物质氧化的产物
B．NO分子中不含有未成对电子
C．NO是直线性分子
D．NO汽车尾气中的主要空气污染物之一
17．蛋白质分子的多肽链并不是线形伸展，而是按一定方式折叠盘绕成特有的空间结构。X衍射法研究认为，肽键〔〕带有双键的性质，不能沿C－N键自由旋转，形成了酰胺平面的结构。请答复：
(1) 肽键中的4个原子和它相邻的两个基团R1、R2结合，试画出可能的结构简式。
；〔2〕肽键中C、N原子的杂化类型分别是、。
〔3〕哪一类高聚物〔不是肽类〕也有“肽键〞〔〕 〕〔举一例〕。
18．1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1) 根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：
和；和。
(2) 此后，等电子原理又有所开展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与互为等电子体的分子有：、；这些等电子体的微粒构型为形。
(3) CNS-、NO2+具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此，它们的结构与由第二周期两元素组成的分子的结构相同，微粒呈形，中心原子取杂化轨道。
(4)C032-、NO3-等微粒具有相同的通式：，它们的总价电子数都等于，因此，它们与由第六主族两元素组成的分子结构有相同，呈形，中心原子都取杂化。
19．高空中的O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。其结构式可表示为，键角116.5°，V形分子，具有极强的氧化性。在低层的空气中，O3与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生有毒的光化学烟雾。试答复以下问题：
① 臭氧与氧气的关系是；臭氧与SO2的关系是。
② 写出以下反响的离子方程式：
SO2与氯水反响生成两种强酸
SO2与FeCl3溶液发生氧化-复原反响
③ 根据等电子原理，以下微粒中与O3分子的结构最相似的是 〔 〕
A．H2O B．CO2 C． D．BeCl2
20．如图为短周期一局部。A、C两元素原子核外分别有两个、一个未成对电子。试答复：
(1) 用轨道表示式表示B、C两种原子的电子排布
、
(2) 短周期元素D与A同主族 ，那么A、B、D三种元素形成的氢化物的分子构型分别是、、；氢化物分子中，A、B、D原子的孤对电子 均在杂化轨道内，那么A、B、D原子的杂化类型分别是、、；A、 B、C、D四种元素氢化物的稳定性由强到弱的顺序 为。
(3) 短周期元素E原子核外也有两个未成对电子，且E是形成化合物最多的元素，其常见的同素异形体的名称是、，任意两个键的夹角是、，中心原子的杂化类型分别为、。
参考答案及详解
1．C[说明]A选项中，C和O可以形成CO2；B选项中，S和O可以形成SO2；D选项中，C和S可以形成CS2；都是共价化合物。C选项中的Mg和F形成的MgF2是离子化合物。
2．B[说明] 通常情况下，碳原子与碳原子之间、碳原子与氢原子之间形成的单键都是σ键；碳原子与碳原子之间、碳原子与氧原子之间形成的双键中，一个价键是σ键，另一个是π键；碳原子与碳原子之间形成的叁键中，一个价键是σ键，另两个是π键。
3．B[说明]BCl3分子中的B是sp2杂化。
4．B[说明] CH4分子的空间构型是正四面体；BF3分子的空间构型是平面三角形；H2O分子的空间构型是V形。
5．B[说明] CS2分子中C原子与S原子以sp2杂化形成直线型分子，BBr3分子中心原子以sp2杂化形成三角形的结构，C2H6分子以sp3的杂化方式形成空间四面体的结构。
6．C[说明] H2O 分子的空间构型为V型，C2H4分子是平面分子，所有的原子处于同一平面，构型可看作两个平面三角形以顶点接在一起。BCl3分子的空间构型为平面正三角型；PCl3分子的空间构型为三角锥型。
7．C [说明]H2O、NH3、CH4分子的中心原子都是sp3杂化。
8．C [说明]BF3分子的中心原子采取的是sp2杂化；BeF2分子的中心原子采取的是sp杂化；SiCl4分子的中心原子采取的是sp3杂化；CO2分子的中心原子采取的是sp杂化。
9．B [说明] NH3、H2O、CH4分子的价电子对排布均为正四面体型，价电子对间的夹角按理应为109°28′，由于NH3分子有一对孤电子对，H2O分子有两对孤电子对，孤电子对对成键电子对有较大的斥力，使成键电子对之间的夹角减小。所以三个分子的键角从大到小的顺序是CH4>NH3> H2O。
10．BD [说明] 乙炔分子中的两个碳原子采用sp杂化方式，形成2个sp杂化轨道，与2个H原子形成σ键，2个碳原子又用两个未杂化的2p轨道形成2个π键，碳碳之间为三重键。
11．D[说明] A选项中与N原子相连的C原子为sp杂化，其余两个C原子均为sp2杂化，所有的原子可能处于同一平面。B、C选项中的C原子均为sp2杂化，所有的原子在同一个平面内，D选项中，甲基中的C原子为sp3杂化，与C原子相连的3个H原子不可能与C原子处于同一平面内。
12．AC[说明]具有相同价电子数〔指全部电子总数或价电子总数〕和相同原子数的分子或离子互为等电子体。一个O3分子含有3个氧原子、〔6×3=〕18个价电子，因此O3的等电子体也应该含有3个原子、18个价电子。SO2和NO2－都含有3个原子、18个价电子；N2和CN－都含有2个原子、10个价电子；因此SO2和NO2都是O3的等电子体，答案为AC。
13．B[说明]CO2分子中只有碳氧键,C2H2分子中有碳氢键和碳碳键,CCl4分子中只有碳氯键,NH3分子中也只有氮氢键,可见C2H2分子中含有两个不同的键长。
14．C
[说明] PCl3分子的价电子对数，因此PCl3分子中P原 子以sp3杂化，sp3杂化轨道是原子最外层电子层上的s轨道和3个p轨道“混合〞起来，形成能量相等、分相同的4个轨道。sp3杂化所得到空间构型应为四面体，如甲烷分子。但是如果杂化轨道被孤对电子占据，那么构型将发生变化，如NH3分子是三角锥型，H2O分子是V型。PCl3分子中一对孤对电子占据了一个杂化轨道，因此，PCl3分子是三角锥型〔如下列图〕。
15．B [说明]根据题给信息，分子的四个原子处在同一平面上，推导出C原子采用的杂化轨道是sp2。C原子采用sp杂化轨道，将得到直线型分子，采用sp2 杂化轨道将得到平面三角型分子，采用sp3杂化轨道将得到四面体构型的分子。
16．B [说明] 分子中的电子总数为奇数，分子中一定有未成对电子，B项的说法错误；NO中N的化合价是+2价，NH3可以被O2氧化得到NO，A项正确，不合题意；双原子分子根据“两点成一线〞的标准，只能是直线构型，C项说法正确，不合题意；D项说法正确，不合题意。
17．〔1〕
〔2〕sp2杂化 sp2杂化
〔3〕聚酰胺纤维
例如：尼龙－66 HN(CH2)4NHCO(CH2)4CO；聚酰胺－6：HN(CH2)5CO等。
[说明]由于肽键〔〕带有双键的性质，不能沿C－N键自由旋转，可知在肽键中，N原子的杂化类型是sp2，又因为C原子也是sp2杂化，C、O、N三个原子的相对位置是固定的，从而可以得出，肽键中的4个原子和它相邻的两个基团R1、R2结合时，有顺式和反式两种结构。
18．〔1〕N2和CO；CO2和N2O
〔2〕O3 SO2 V形
〔3〕CO2 直线 sp
〔4〕AX3 24 SO3 平面三角 sp2
19．①同素异形体，等电子体，
②SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-，
SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，
③C
[说明]臭氧和氧气是同一元素的两种单质，互为同素异形体。臭氧和SO2的分子具有相同的原子数和价电子数，互为等电子体。根据题给信息：SO2与氯水反响生成两种强酸，推断出产物为硫酸和盐酸；根据“SO2与FeCl3溶液发生氧化-复原反响〞的信息可以推断出Fe3+将被复原同时SO2将被氧化成SO42-，从而写出相应反响的离子方程式。根据等电子原理，与O3分子的结构相似的微粒必然是O3的等电子体。题目所提供的选项中NO2-与O3分子具有相同的原子个数和价电子数，它们互为等电子体。
20．〔1〕P Cl
[说明] 在元素周期表中，前三个周期是短周期，A可能处于第一或第二周期，第一周期只有两种元素氢和氦，无论A是氢还是氦元素都不可能在周期表中出现题中给出的A、B、C的相对位置，所以A应当处于第二周期，B、C处于第三周期；第二周期原子核外有两个未成对电子的元素是碳和氧，如果A是碳，根据图中C的位置就应该是磷元素，而磷的原子核外有三个未成对电子，不合题意。所以A一定是氧元素，由此推出B与C分别是磷和氯。
〔2〕V形 三角锥 V形 sp3 sp3 sp3
[说明] D与氧元素同主族且属于短周期，一定是硫元素，氧、磷、硫形成的氢化物分别是H2O、PH3、H2S，这三种氢化物的中心原子的孤对电子与成键电子都参与杂化，它们的价电子对数是4，进行sp3杂化。
〔3〕金刚石 石墨 109°28′ 120° sp3 sp2
[说明] 根据题中所示的条件推知E是碳元素。常见的碳元素的同素异形体是金刚石和石墨；金刚石是空间网状结构，每个碳原子采取sp3杂化与另外4个碳原子成键，4个碳与碳共价键的夹角都是109°28′；石墨是层状结构，每层中的碳原子以sp2方式与另外的3个碳原子成键，3个碳与碳共价键的夹角都是120°。